Degradação térmica e termo-oxidativa de poli(oxi-2,6-dimetil-p-fenileno) modificado com grupos urazola

Abstract

O poli(oxi-2,6-dimetil-p-fenileno-éter) (PPE) é um importante plástico de engenharia. Devido à alta viscosidade do polímero fundido, o que dificulta o seu processamento, seu uso se dá principalmente em misturas poliméricas. A reação de modificação com 4 –R Triazolinadionas descoberta por nosso grupo de pesquisa, se processa a temperatura ambiente em vários solventes, permitindo controle preciso do grau de modificação. O grupo urazola pendente, fortemente polar, é capaz de produzir interações moleculares que podem levar a uma alteração significativa das propriedades do polímero. Isto pode aumentar a compatibilidade com outros polímeros e até levar à formatação de estruturas ionoméricas. A grande variedade de grupos que podem ser colocados na posição 4 do anel urazola permite alterar de modo controlado o volume livre associado à cadeia do PPE, o que representa, ainda, do ponto de vista tecnológico, alteração das características de processamento do material. Para observar mudanças na estabilidade térmica do PPE modificado em relação ao original foi extensivamente estudado seu comportamento via Análise Térmica. Usou-se a Termogravimetria (TGA), em atmosfera de N2 e de ar, para observar o perfil da perda de massa dos dois tipos de polímeros, sua susceptibilidade às condições experimentais e calcular parâmetros cinéticos das reações de degradação envolvendo perda de massa. Via DSC obteve-se as Tg dos vários polímeros e uma descrição qualitativa do processo degradativo. Para estudar seu comportamento a temperaturas inferiores às do início da perda de massa acompanhou-se a velocidade de formação de géis e a distribuição dos pesos moleculares da fração solúvel via extração por Sohxlet e GPC dos polímeros degradados. Foi constatado que as Tg dos polímeros modificados com PTD variam com o aumento da modificação, atingindo um mínimo para um grau de modificação de 20%. Isto se deve ao aumento do volume livre provocado pelo grupo pendente, que dificulta o empacotamento das cadeias. O perfil das curvas de TGA mostra claramente duas etapas para a degradação dos polímeros modificados sendo a primeira devido a saída do grupo pendente. Observou-se ainda que tratamento mecânico preliminar pode ter grande influência nas curvas de TGA de polímeros. O tratamento matemático das curvas termogravimétricas de forma a obter parâmetros cinéticos demonstrou que para a degradação de polímeros – devido à grande complexidade química – os resultados encontrados guardam pouca coerência de um método para outro. Em termos porém, de uma análise comparativa entre dois materiais, estes mantém sua validade. Concluímos que a altas temperaturas o polímero modificado é menos estável termicamente que o original devido à perda dos próprios grupos urazola antes da degradação da PPE. Entretanto, a temperaturas inferiores, quando ainda não ocorrem processos de perda de massa e nas quais o polímero é usualmente processado, a presença do agente modificante diminui as reações de quebra de cadeia e de reticulação levando a um efeito termoprotetor. Este efeito é provavelmente devido ao aumento de volume livre causado pelo agente modificante, afastando as cadeias e dificultando sua reticulação ao mesmo tempo que a cisão das cadeias também é freada.